기후와 토지이용 변화를 동시에 고려한 사이프러스 고유식물 서식지 예측 모델

본 논문은 사이프러스 섬에 서식하는 두 고유식물(Crocus cyprius와 Ophrys kotschyi)의 미래 서식 가능 영역을 예측하기 위해, 기후 변화 시나리오와 토지이용 변화를 동시에 고려한 통합 모델링 프레임워크를 제시한다. 연구는 크게 네 단계로 진행되었다. 첫째, 현존하는 102·117개의 실제 존재점을 Red Data Book에서 추출하고, 이를 기반으로 ‘잠재 서식지’를 고도·토양·현재 토지이용 정보를 결합해 정의하였다. 둘째, WorldClim 데이터베이스에서 19개의 생물기후 변수를 확보하고, Classification Tree(CT) 기법을 이용해 각 종에 최적화된 변수 집합을 선정하였다. Crocus cyprius는 ‘가장 습한 분기의 평균 온도’, ‘가장 따뜻한 달의 최고 온도’, ‘강수계절성’ 세 변수를, Ophrys kotschyi는 ‘가장 습한 달의 강수량’, ‘가장 따뜻한 분기의 평균 온도’, ‘등온성’, ‘가장 추운 달의 강수량’, ‘연강수량’ 다섯 변수를 핵심으로 사용하였다. CT는 비선형 관계와 변수 중요도를 직관적으로 파악할 수 있어, 종의 기후적 니치를 명확히 규정하는 데 유리했다. 모델의 예측 정확도는 Kappa(0.719/0.619)와 AUC(0.859/0.809)로 ‘양호’ 수준을 보였으며, 이는 현재 서식지와 기후 변수 간의 일치성을 충분히 입증한다. 셋째, 토지이용 변화를 예측하기 위해 2000년과 2006년 CORINE 토지이용 지도를 활용하였다. 각 격자(1 km)별 전이 확률을 계산한 뒤, Markov 체인 모델에 입력해 전이 매트릭스를 구축하였다. Markov 체인은 전이 확률만 제공하므로, 공간적 연속성을 반영하기 위해 Cellular Automata(CA)를 결합하였다. CA는 인접 격자의 상태와 전이 확률을 동시에 고려해 2050년 토지이용 지도를 생성했으며, 결과는 인공표면(도시·관광) 확대와 비관개경작지·관목식생·자연초지 감소가 두드러지는 형태였다. 이러한 토지이용 시나리오는 기후 시나리오와 독립적으로 생성되었으며, 이후 기후 기반 SDM 결과와 겹쳐 최종 서식 가능 영역을 도출하였다. 넷째, 기후 시나리오(A1B, A2, B1, B2A)와 토지이용 변화를 각각 혹은 동시에 적용해 2050년의 잠재 서식지를 시뮬레이션하였다. Crocus cyprius의 경우, B2A 시나리오에서만 잠재 서식지가 약간 확대되었으나, 대부분 시나리오에서 고도 상승에 따른 서식 축소가 발생했고, 현재 서식지의 34~68%가 미래에 부적합해졌다. 토지이용 변화는 이 종에 큰 영향을 미치지 않았는데, 이는 해당 종이 주로 보전지역인 침엽수림에 제한적으로 서식하고, 이러한 토지 유형이 향후 크게 변하지 않을 것으로 가정했기 때문이다. 반면 Ophrys kotschyi는 모든 기후 시나리오에서 서식 면적이 감소했으며, 토지이용 변화가 추가적인 감소(16~17%)를 야기해 거의 모든 현재 서식지가 소실될 위험이 있었다. 이 종은 비관개경작지·관목식생·자연초지 등 다양한 토지 유형에 의존하고, 이들 토지가 개발 압력에 취약하기 때문이다. 논의에서는 두 종의 서식 감소 원인을 기후 변수와 토지이용 변화 각각의 영향을 통해 상세히 분석하였다. Crocus cyprius는 ‘가장 따뜻한 달의 최고 온도’가 25.68 °C를 초과하면서 고산지대에서의 서식이 위협받으며, 이는 기후 변동이 주된 위협 요인임을 시사한다. Ophrys kotschyi는 ‘가장 습한 달의 강수량’ 감소와 ‘가장 따뜻한 분기의 평균 온도’ 상승이 서식 감소에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 토지이용 변화가 추가적인 서식 손실을 초래한다는 점에서 보전 전략에 토지 관리가 필수적임을 강조한다. 결론적으로, 본 연구는 (1) 기후와 토지이용 변화를 동시에 고려한 SDM이 종 보전 예측 정확도를 크게 향상시킨다, (2) 마코프·CA 결합 모델이 제한된 시계열 데이터에서도 장기 토지이용 변화를 신뢰성 있게 예측할 수 있음을, (3) 종마다 토지이용 변화에 대한 민감도가 다르므로 보전 정책 수립 시 종 특성을 반영한 맞춤형 접근이 필요함을 제시한다. 사이프러스 섬과 같이 기후 변화와 인간 개발 압력이 동시에 진행되는 지중해 지역에서, 이러한 통합 모델링은 향후 보전 계획 및 정책 입안에 중요한 과학적 근거를 제공한다.